Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Электрические свойства Fe5Si3

01.06.2019


В связи с недостаточной ясностью и противоречивостью указаний о концентрационно-температурных границах гомогенности и термодинамической устойчивости Fe5Si3, а также в ряде случаев и отсутствием контроля за фазовым составом препаратов, сведения об его электрических свойствах не отличаются надежностью. В частности, согласно Корсону, изучавшему Fe, Si-сплавы технической чистоты, удельное электросопротивление Fe5Si3 при 20° С равно примерно 150 мком*см. Несколько большее значение р20°С, близкое к 180 мком*см, было позднее установлено Глезером на металлокерамических препаратах, полученных горячим прессованием (при 1080° С) смеси порошков технического кремния (97,6% Si) и электролитического железа с последующим гомогенизирующим отжигом при 1180° С. Автор не указывает, какие меры им предпринимались для последующей стабилизации Fe5Si3 (термодинамически устойчивой лишь между 825 и 1030° С) и проверялась ли однофазность подобных образцов. В связи с этим его данные не вызывают особого доверия. Это относится и к результатам последовавшего исследования Глазера и Ивейника, в котором образцы готовились из более чистых компонентов по режиму, принятому в работе. Согласно данным, удельное электросопротивление Fe5Si3 при 20° С близко к 200 мком*см и весьма медленно растет с повышением температуры (судя по графику, dp/dT = 0,03 мком*см/град).

Игишев исследовал зависимости р(Т) (от 20 до 800° С) двух серий сплавов Fe—Si, изготовленных либо из технических материалов, либо из достаточно чистых (электролитическое железо и полупроводниковый кремний) и закаленных от 900° С. При этом, на политермах р(Т) ему не удалось обнаружить эффект, обусловленный магнитным разупорядочением (0ф = 112°С). Интерполяция экспериментальных данных показала, что удельное электросопротивление Fe5Si3 при 20° С составляет 160 мком*см, т. е. величину, весьма близкую к найденной в работах Корсона и Глезера. С ростом температуры р увеличивается (достигая 236 мком*см при 700°С), а его температурный коэффициент достаточно быстро уменьшается (от 0,26 мком*см/град между 20 и 200° С до 0,08 и 0,04 мком*см/град между 200 и 400, а также 400 и 600° С соответственно).

Следует заметить, что к данным, относящимся к температурам, несколько меньшим 825° С, следует относиться с осторожностью в связи с возможностью эвтектоидного распада n-фазы, начиная примерно с 600—700° С.

Влияние температуры на электросопротивление Fe5Si3 в пределах температур его термодинамической устойчивости изучали Баум и Тягунов. При этом были подтверждены данные Игишева и установлен очень небольшой температурный коэффициент электросопротивления. Кроме того, авторы нашли, что распад n-фазы на а"-фазу и е-фазу ведет к заметному увеличению электропроводности.

Электрические свойства Fe5Si3 в области низких температур (4—300° К) исследовались Андреевой. При этом использовались литые однофазные образцы, полученные сплавлением особо чистого карбонильного железа и полупроводникового кремния и подвергнутые гомогенизации и закалке от 900° С. Выяснилось, что экспериментальные данные могут быть описаны линейным выражением р = 12 + 0,64 T мком*см, из которого следует, что при 20° С р = 199 мком*см.

Т.э.д.с. технических Fe, Si-сплавов по отношению к меди изучали (при перепаде температур от 20 до 120° С) Липатова и Давыдов. Они показали, что для сплавов, содержащих в качестве основы n-фазу, коэффициент т.э.д.с. невелик и а=5 мкв/град.

Более систематически и тщательно влияние состава, чистоты сплавов и температуры на т.э.д.с. Fe, Si-сплавов изучал Игишев. Интерполяция результатов исследования технически чистых сплавов показала, что политерма дифференциальной т.э.д.с. n-фазы (по отношению к платине) может быть описана выражением:
Электрические свойства Fe5Si3

где t — температура, °С.

Для чистых сплавов абсолютная т.э.д.с. менялась с температурой в соответствии с формулой

Таким образом, т.э.д.с. Fe5Si3 независимо от чистоты препарата увеличивается с повышением температуры.

В ряду силицидов Me5Si3 происходит закономерное изменение электросопротивления при увеличении атомного номера 3d-бпереходного металла. Так, а для Ti5Si3 имеет довольно большое значение (~20*10в3 ом-1*см-1), уменьшающееся при переходе к V5Si3 и Cr5Si3 и достигающее минимума для Mn5Si3. Дальнейшее увеличение атомного номера металла (переход к Fe5Si3) приводит к росту электропроводности. Подобная закономерность, как будет показано в последующих параграфах, имеет также место и для рядов моносилицидов (MeSi) и высших силицидов (MeSi3). По-видимому, во многих случаях она связана с переходом от широких энергетических полос с небольшими плотностями состояний и эффективными массами (т*) для первых членов ряда к узким полосам с большими т* для силицидов марганца и железа. Дальнейшее увеличение числа электронов (переход к силицидам кобальта и никеля) вновь сопровождается заполнением широких полос (с меньшими т*), которые генетически должны быть связаны с более высокими атомными состояниями, вовлекаемыми в химическую связь.

Ряд соединений Me5Si3 обрывается на Fe5Si3. Однако для кобальта и никеля характерно образование силицидов Co2Si и Ni2Si, в структурном отношении родственных фазам с решеткой D88. Экспериментальный материал об их свойствах чрезвычайно ограничен. Имеющиеся данные все же свидетельствуют о продолжающемся росте о при переходе от силицида железа к силицидам кобальта и никеля (Co2Si и Ni2Si). Последний, судя по данным Нешпора и Юпко, более электропроводен, чем Ti5Si3.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: